【詳解】JUC之StampedLock

引出

如果我們深入分析ReadWriteLock，會發現它有個潛在的問題：如果有線程正在讀，寫線程需要等待讀線程釋放鎖後才能獲取寫鎖，即讀的過程中不允許寫，這是一種悲觀的讀鎖。

要進一步提升併發執行效率，Java 8引入了新的讀寫鎖：StampedLock。

出現的問題：如果有999個需要讀鎖，1個需要寫鎖，此時，寫的線程，很難得到執行。

StampedLock和ReadWriteLock相比，改進之處在於：讀的過程中也允許獲取寫鎖後寫入！這樣一來，我們讀的數據就可能不一致，所以，需要一點額外的代碼來判斷讀的過程中是否有寫入，這種讀鎖是一種樂觀鎖。

樂觀鎖的意思就是樂觀地估計讀的過程中大概率不會有寫入，因此被稱爲樂觀鎖。反過來，悲觀鎖則是讀的過程中拒絕有寫入，也就是寫入必須等待。

顯然樂觀鎖的併發效率更高，但一旦有小概率的寫入導致讀取的數據不一致，需要能檢測出來，再讀一遍就行。

舉例

public class Point {


    private final StampedLock stampedLock = new StampedLock();

    private double x;
    private double y;

    public void move(double deltaX, double deltaY) {
        long stamp = stampedLock.writeLock(); // 獲取寫鎖
        try {
            x += deltaX;
            y += deltaY;
        } finally {
            stampedLock.unlockWrite(stamp); // 釋放寫鎖
        }
    }

    public double distanceFromOrigin() {
        long stamp = stampedLock.tryOptimisticRead(); // 獲得一個樂觀讀鎖
        // 注意下面兩行代碼不是原子操作
        // 假設x,y = (100,200)
        double currentX = x;
        // 此處已讀取到x=100，但x,y可能被寫線程修改爲(300,400)
        double currentY = y;
        // 此處已讀取到y，如果沒有寫入，讀取是正確的(100,200)
        // 如果有寫入，讀取是錯誤的(100,400)
        if (!stampedLock.validate(stamp)) { // 檢查樂觀讀鎖後是否有其他寫鎖發生
            stamp = stampedLock.readLock(); // 獲取一個悲觀讀鎖
            try {
                currentX = x;
                currentY = y;
            } finally {
                stampedLock.unlockRead(stamp); // 釋放悲觀讀鎖
            }
        }
        return Math.sqrt(currentX * currentX + currentY * currentY);
    }
}

可以發現寫鎖沒有任何變化，但是讀的鎖有變化。

整個流程如下所示：

• 讀鎖先獲得一個樂觀鎖，此時並沒有加鎖
• 獲得的鎖後，正常讀取數據
• 如果此時有數據寫入，並不會因爲讀鎖而阻塞
• 此時在讀取數據操作返回前，進行檢查是否有有寫入的，如果有寫入，則升級爲讀鎖（悲觀鎖），再次讀取。

總結：

• StampedLock提供了樂觀讀鎖，可取代ReadWriteLock以進一步提升併發性能；
• StampedLock是不可重入鎖。
• 至於版本號，讀鎖和讀鎖直接不會增加，讀鎖和寫鎖之間增減128，寫鎖和寫鎖之間增加256

可重入就意味着：線程可以進入任何一個它已經擁有的鎖所同步着的代碼塊